心臟MRI的應(yīng)用現(xiàn)狀與新技術(shù)進(jìn)展

張兆琪，徐磊

在過去的20年間，心臟MRI技術(shù)飛速發(fā)展，許多新技術(shù)和新的應(yīng)用層出不窮。相關(guān)的硬件和軟件研究獲得眾多突破。隨著場強(qiáng)和梯度性能的提高，心電門控和呼吸導(dǎo)航技術(shù)及超快速梯度回波序列的應(yīng)用，目前心臟MRI已具有較高的時間分辨率和空間分辨率。能可靠地獲得心血管的形態(tài)、功能、灌注及心肌活性等綜合信息。隨著技術(shù)的發(fā)展其研究領(lǐng)域不斷拓展，其對血流動力學(xué)、代謝及冠狀動脈的研究也逐漸興起，當(dāng)前的研究也從解剖和功能逐步深入到細(xì)胞和分子水平。

目前心臟MR的臨床價值已確定，在許多心血管疾病中已成為不可替代的檢查手段。MRI無電離輻射，具有多方位和多參數(shù)成像及可重復(fù)性高等優(yōu)勢。已越來越廣泛地應(yīng)用于心血管疾病的診斷、治療決策和預(yù)后評價中。隨著當(dāng)前心血管疾病發(fā)病率越來越高，其未來的研究和應(yīng)用前景將更為廣闊。筆者就心臟MRI的應(yīng)用現(xiàn)狀及新技術(shù)的進(jìn)展進(jìn)行了簡要介紹。

1 心臟形態(tài)評價

心臟形態(tài)結(jié)構(gòu)的評價是診斷心血管疾病的基礎(chǔ)。心臟形態(tài)的顯示需要心肌和血液之間形成良好的對比。目前已有許多成像技術(shù)顯示心臟形態(tài)。一般根據(jù)心腔內(nèi)血液的信號分為“黑血”和“亮血”技術(shù)[1]。“黑血”成像序列一般采用自旋回波或翻轉(zhuǎn)恢復(fù)技術(shù)。在這些成像序列中，緩慢運動的結(jié)構(gòu)如心肌在圖像中顯示為高信號，而心臟和大血管中快速流動的血液呈現(xiàn)信號流空，因此被稱為“黑血”技術(shù)?！昂谘背上裨谛难芗膊≈袘?yīng)用廣泛，包括評價心臟和大血管的形態(tài)，診斷先天性心臟病、胸主動脈疾病，評價心肌腫瘤及心包病變等。

“亮血”成像序列可以同時獲得心臟形態(tài)和功能的信息。相對于鄰近心肌的中等信號，心腔血池內(nèi)的血液在“亮血”序列顯示為高信號。通過在一個心動周期內(nèi)多個時相進(jìn)行多次采集獲得一系列的圖像，可以動態(tài)地評價心臟的運動和功能。目前最常用的技術(shù)是穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動(steadystate free precession，SSFP)序列。SSFP序列的SNR和CNR較傳統(tǒng)技術(shù)顯著提高?！傲裂彪娪俺上裨谠u價左、右室功能方面有明顯優(yōu)勢。另外，還可用于瓣膜狹窄或關(guān)閉不全所致血流異常的評價。

2 心功能評價

MRI具有準(zhǔn)確性高和重復(fù)性好的優(yōu)勢，被認(rèn)為是評價心臟整體功能和局部功能的金標(biāo)準(zhǔn)[2]。對于整體心功能的評價，亮血電影SSFP 序列是目前主要應(yīng)用的技術(shù)。與其他2D平面成像技術(shù)如超聲相比，電影MRI不依賴于心室?guī)缀涡螒B(tài)假設(shè)，可以準(zhǔn)確量化心室容積、射血分?jǐn)?shù)（EF）和心肌質(zhì)量[3]。但由于操作簡便和花費低廉，超聲仍是目前評價心功能最常用的方法。

在臨床實踐中，EF是評價收縮功能最常用的參數(shù)，該參數(shù)僅能評價左室的總體功能，沒有考慮局部收縮功能異常。即使正常的EF值仍可以掩蓋嚴(yán)重的局部功能不全。因此，測量局部功能能夠更準(zhǔn)確地確定心肌病變的程度。局部收縮功能的重要性常常被低估，在缺血性心肌病中局部心肌功能是影響預(yù)后的重要因素[1]。目前MRI的網(wǎng)格標(biāo)記仍然是評價局部心肌功能的參照標(biāo)準(zhǔn)[4]。通過對心肌進(jìn)行網(wǎng)格標(biāo)記，能夠?qū)植啃募〉男D(zhuǎn)、應(yīng)變、移位和變形進(jìn)行三維綜合分析。已有特殊的軟件對網(wǎng)格的空間改變進(jìn)行動態(tài)分析，可以對局部心肌內(nèi)運動進(jìn)行測量并計算應(yīng)變和應(yīng)變率。臨床上，MR網(wǎng)格標(biāo)記技術(shù)可以用于評價冠心病和心肌活性。研究顯示在區(qū)分運動異常的局部梗死心肌和周圍功能心肌方面，網(wǎng)格標(biāo)記的應(yīng)變分析比室壁厚度分析更為準(zhǔn)確[5]。MR網(wǎng)格標(biāo)記是一項有效的技術(shù)來量化局部心肌的收縮和舒張功能，對于檢測局部心肌早期功能異常和評價心肌收縮儲備具有重要臨床意義。

3 心肌灌注

MR心肌灌注成像的應(yīng)用已有20余年的歷史。該技術(shù)采用T1加權(quán)序列來顯示釓對比劑首次通過心肌時的變化。心肌內(nèi)信號強(qiáng)度的峰值與局部的對比劑濃度相關(guān)，而對比劑濃度又與局部血流相關(guān)。在發(fā)生缺血或/和梗死的區(qū)域?qū)@示為信號減低。與核醫(yī)學(xué)心肌灌注相比，MR心肌灌注無電離輻射，空間分辨率和時間分辨率高。由于心內(nèi)膜下心肌對缺血最敏感，MR心肌灌注的高空間分辨率對于檢測心內(nèi)膜下心肌缺血具有優(yōu)勢。目前，MRI心肌灌注對于冠心病的臨床價值與核素心肌灌注相當(dāng)[6]。

對于MR心肌灌注的圖像可以進(jìn)行定性和量化分析。臨床多采用肉眼評判的定性診斷方式，目前已通過計算心肌內(nèi)信號改變的比率，可以對圖像進(jìn)行定量評價，定量評價多在研究中采用。在靜息狀態(tài)下，當(dāng)冠狀動脈有狹窄病變導(dǎo)致血流受阻時，可以在一定程度內(nèi)通過其自身調(diào)節(jié)機(jī)制來保持適當(dāng)?shù)男募⊙髁?，而不出現(xiàn)灌注減低。因此需要進(jìn)行負(fù)荷狀態(tài)下灌注檢查，通常采用藥物負(fù)荷檢查能最大程度地增加冠脈血流，常用的藥物為腺苷、潘生丁及ATP。目前，除了應(yīng)用血管擴(kuò)張劑進(jìn)行灌注成像外，結(jié)合室壁運動可以進(jìn)一步提高M(jìn)RI對缺血的評價。采用正性肌力藥物小劑量多巴酚丁胺負(fù)荷誘發(fā)室壁運動異常也是早期診斷心肌缺血的可靠征象，而結(jié)合網(wǎng)格標(biāo)記的定量分析使其準(zhǔn)確性較傳統(tǒng)的肉眼評判進(jìn)一步提高[7]。

已有大量關(guān)于靜息和藥物負(fù)荷MR心肌灌注成像與其他方法如冠脈造影和核醫(yī)學(xué)比較的研究報道。一項對MR心肌灌注研究的薈萃分析顯示以患者為單位其對冠心病診斷的敏感度為91%，特異度為81%[8]。另一項多中心研究比較了MR心肌灌注和SPECT心肌灌注，結(jié)果顯示兩者總體準(zhǔn)確性相似，MRI的特異性更高[9]。也有研究采用靜息和腺苷負(fù)荷灌注與冠狀動脈造影對照，結(jié)果顯示其診斷的敏感性為88%，特異度為90%，準(zhǔn)確度為89%[10]。眾所周知，由冠狀動脈造影所確定的狹窄程度與其心肌灌注不完全相關(guān)。目前，F(xiàn)FR(fractional fl ow reserve)是一個新的研究方向，F(xiàn)FR被認(rèn)為是評價MR負(fù)荷灌注診斷能力更為合適的參照標(biāo)準(zhǔn)。采用這種方式，Watkins等[11]的研究顯示MR負(fù)荷心肌灌注對有功能意義的冠脈病變診斷的敏感度和特異度分別為91%和94%?？傊?，MR心肌灌注對心肌缺血診斷的準(zhǔn)確性高，對于指導(dǎo)血運重建治療及預(yù)后評價等方面具有重要臨床價值。

4 心肌MR延遲增強(qiáng)

目前，心肌MR延遲增強(qiáng)(LGE)是檢測冠心病患者心肌活性的重要方法。已成為評價心梗后心肌瘢痕形成的參照標(biāo)準(zhǔn)[12]。心肌延遲增強(qiáng)能夠顯示由于缺血引起的心肌不可逆性損傷，能夠準(zhǔn)確評價急慢性心肌梗死和心肌瘢痕組織，對于預(yù)測治療后心功能的恢復(fù)狀況及患者的預(yù)后具有重要價值。

該技術(shù)一般采用翻轉(zhuǎn)恢復(fù)梯度回波序列，通過設(shè)定合適的翻轉(zhuǎn)時間來抑制正常心肌信號，在注射釓對比劑10～15 min后采集圖像。此時正常心肌內(nèi)對比劑已廓清，而發(fā)生心肌急性壞死后細(xì)胞膜破裂，釓對比劑彌散到心肌細(xì)胞內(nèi)，導(dǎo)致局部濃度增加并縮短了T1弛豫時間，出現(xiàn)延遲增強(qiáng)。在慢性損傷由瘢痕組織替代了壞死組織，使間質(zhì)間隙增加，同樣導(dǎo)致局部釓對比劑的聚集和延遲增強(qiáng)。即所謂“亮即死的”。動物實驗研究表明延遲增強(qiáng)對于梗死心肌的大小及形態(tài)顯示與組織學(xué)檢查非常接近[13]。 LGE不僅能評價是否存在心肌瘢痕組織，也能夠確定病變的透壁程度。與SPECT相比，由于存在空間分辨率的優(yōu)勢LGE能更可靠地檢測心內(nèi)膜下心梗。Wagner等[14]采用MRI和SPECT研究了91例冠心病或可疑冠心病患者，對于LGE顯示的透壁梗死， SPECT都能探測到，而對于LGE顯示的181段心內(nèi)膜下心梗， 在SPECT有85段漏診。

活性心肌是指在血運重建后能夠恢復(fù)功能的心肌。在心梗發(fā)生后，準(zhǔn)確評價心肌活性對選擇合理治療方案至關(guān)重要。LGE可以有效地確定心肌活性，梗死或纖維化心肌在延遲增強(qiáng)顯示為心內(nèi)膜下或透壁的高信號。延遲增強(qiáng)的透壁程度與預(yù)后直接相關(guān)，并能預(yù)測血運重建治療后的功能恢復(fù)狀況。有研究表明如果MRI上心肌纖維瘢痕累及室壁厚度超過50%，再進(jìn)行血運重建則收縮功能恢復(fù)的可能性不大[15]。

除了能評價急性心肌損傷，延遲增強(qiáng)還可以顯示心肌內(nèi)無再灌注的區(qū)域即微血管阻塞。由于釓對比劑不能進(jìn)入，顯示為無增強(qiáng)的梗死核心被增強(qiáng)的邊緣所包圍。微血管阻塞是預(yù)后評價的一個重要指標(biāo)，如果存在微血管阻塞提示病人預(yù)后不佳[16]。

盡管心肌LGE技術(shù)最初主要是應(yīng)用于缺血性心肌病心肌活性的評價，現(xiàn)在該技術(shù)已越來越多地應(yīng)用于非缺血性心肌病。心肌延遲增強(qiáng)并不是特異性發(fā)生在心肌梗死，許多其他疾病如原發(fā)性心肌病、心肌炎性病變，介入治療后等都可能出現(xiàn)心肌的延遲增強(qiáng)。不同的疾病其心肌內(nèi)的增強(qiáng)模式和分布不同。缺血性心肌病表現(xiàn)為心內(nèi)膜下或透壁延遲增強(qiáng)，并發(fā)生在冠狀動脈供血區(qū)，借此可以與非缺血性心肌病變進(jìn)行鑒別。而非缺血性心肌病變的延遲增強(qiáng)也有一定規(guī)律可循，如心肌炎多出現(xiàn)心外膜下延遲增強(qiáng)，擴(kuò)張型心肌病和肥厚型心肌病表現(xiàn)為中層延遲增強(qiáng)，而心肌淀粉樣變性多表現(xiàn)為彌漫的心內(nèi)膜下延遲增強(qiáng)。結(jié)合患者的臨床病史對于評價心肌延遲增強(qiáng)也是至關(guān)重要的。LGE對心肌病的預(yù)后評價具有重要意義，如出現(xiàn)延遲增強(qiáng)的纖維瘢痕是擴(kuò)張型心肌病和肥厚型心肌病的獨立危險因素[17]。

延遲增強(qiáng)反應(yīng)的是心肌不可逆的損傷或纖維組織的替代。該技術(shù)對于心肌梗死病變檢測的準(zhǔn)確性高于任何其他無創(chuàng)性的檢查手段。眾多循證醫(yī)學(xué)證據(jù)已表明心肌MR延遲增強(qiáng)對于心臟不良事件的預(yù)測和預(yù)后評價具有重要價值。

5 T2WI和

T2WI序列可以顯示急性心肌損傷所致的心肌水腫。心肌水腫是多種形式急性心肌損傷的反應(yīng)，如心肌缺血和心肌炎。T2WI對于局部或整體心肌水分的增加較敏感，有研究報道MR T2弛豫時間與心肌內(nèi)水含量呈直線相關(guān)[18]。隨著新序列發(fā)展和圖像改善，T2WI在臨床應(yīng)用逐漸增多。目前多采用屏氣三翻轉(zhuǎn)恢復(fù)快速自旋回波“黑血”序列。心肌水腫的評價對急性心肌損傷的診斷和預(yù)后判斷提供了重要信息。對于急性胸痛的患者T2WI能夠確定急性或近期的心肌梗死損傷，并能鑒別急、慢性心肌梗死[19]。

與延遲增強(qiáng)相似，T2WI上高信號區(qū)域的分布特點可以為心肌損傷病因的鑒別提供幫助。如缺血引起的信號增高位于心內(nèi)膜下或更為常見的透壁性，其符合冠狀動脈供血分布。心肌炎引起的高信號多位于心外膜下或心肌中層，無血管分布區(qū)特點。T2WI 可以顯示可逆的心肌損傷，即所謂的危險區(qū)，而LGE顯示不可逆的心肌損傷，因此兩者可以結(jié)合起來評價血運重建治療后挽救區(qū)的范圍[20]。目前，可以通過T2 mapping技術(shù)以像素為基礎(chǔ)直接測量T2弛豫時間，初步的研究結(jié)果顯示該技術(shù)有良好的研究前景，但還需要進(jìn)一步的研究和驗證[21]。 T2WI技術(shù)為心肌損傷的研究提供了新的視角，該技術(shù)是目前惟一能評價心肌水腫及其程度的無創(chuàng)性方法。

心臟T2*技術(shù)具有成像速度快的優(yōu)勢，而且對鐵沉積敏感度高，目前已廣泛應(yīng)用于心臟鐵含量的定量評價[22]。該技術(shù)對于評價地中海貧血患者心肌鐵沉積具有重要意義，可以進(jìn)行早期診斷，及時加強(qiáng)去鐵治療，以逆轉(zhuǎn)鐵沉積引起的心肌病，降低患者病死率。

6 冠狀動脈MRA

冠狀動脈MRA（CMRA）成像技術(shù)一直充滿了挑戰(zhàn)。該技術(shù)受血管管腔細(xì)（2～6 mm）、走形迂曲、呼吸和心跳運動影響，以及心外膜脂肪信號影響等眾多不利因素影響。為了克服以上問題，CMRA需要采用心電門控來減少或消除心臟運動偽影，采用屏氣或呼吸導(dǎo)航技術(shù)來克服呼吸運動偽影，需要施加脂肪飽和脈沖和T2準(zhǔn)備脈沖抑制周圍組織的信號，以此提高血流與周圍組織的對比度。因此成像技術(shù)非常復(fù)雜。在過去的十幾年中，許多2D和3D的CMRA技術(shù)用于研究，但這些技術(shù)都面臨著同樣的挑戰(zhàn)。至今CMRA一直處于臨床前期研究中，還沒有實現(xiàn)廣泛的臨床應(yīng)用。

CMRA最早是在1.5 T上進(jìn)行研究，1.5 T CMRA最常采用“亮血”技術(shù)，即三維SSFP序列，在無對比劑的情況下冠狀動脈顯示為高信號[23]。一項國際多中心研究采用自由呼吸三維CMRA技術(shù)，結(jié)果顯示CMRA對于左主干和多支病變冠心病的敏感性達(dá)到100%，特異性達(dá)到85%[24]。但其對冠狀動脈遠(yuǎn)段和小分支的評價有明顯的局限性。

采用1.5 T技術(shù)的CMRA受到信噪比（SNR）的限制， 3.0 T及更高場強(qiáng)MR能顯著提高圖像的SNR，對提高CMRA的空間分辨率或縮短掃描時間有巨大潛力。在3.0 T系統(tǒng)，隨著SNR的提高和并行采集技術(shù)的應(yīng)用，一次掃描獲得三維的全心冠脈影像成為現(xiàn)實。最近，有采用梯度回波和緩慢滴注對比劑的方法進(jìn)行增強(qiáng)冠狀動脈成像的研究報道，該技術(shù)優(yōu)于1.5 T SSFP序列[25]。對比劑增強(qiáng)的3.0 T冠狀動脈MRA已顯示出巨大的潛力，進(jìn)一步提高其采集速度是以后研究的重點。但是CMRA在任何場強(qiáng)都充滿了挑戰(zhàn)，都需要快速成像技術(shù)和高的空間分辨率。

近年來采用“黑血”技術(shù)的冠狀動脈管壁成像研究也逐漸興起，目前空間分辨率不足和運動偽影干擾仍然是技術(shù)難點。該技術(shù)對于粥樣硬化斑塊評價和斑塊的隨訪將有重要的價值，在未來將是重要的研究方向。

有創(chuàng)的冠狀動脈造影一直是診斷冠心病的金標(biāo)準(zhǔn)。近幾年多排CT技術(shù)發(fā)展日新月異，其在冠狀動脈的應(yīng)用越來越廣泛。由于成像復(fù)雜，時間分辨率和空間分辨率有限，CMRA對于冠狀動脈的顯示還無法和冠狀動脈CTA相提并論。MRA對冠狀動脈病變的顯示能力還僅限于主干的近、中段，對于遠(yuǎn)段和細(xì)小分支的顯示還有局限性。但其主要優(yōu)勢是無電離輻射和無需碘對比劑注射，其對于冠狀動脈起源異常的評價具有重要價值，尤其是在兒童及青少年，已被發(fā)表的指南推薦應(yīng)用[26]。另外，對于川畸病引起的冠狀動脈近、中段動脈瘤也能夠準(zhǔn)確評價。冠狀動脈CTA的一個重要問題是對于嚴(yán)重鈣化血管段的評價受限，鈣化導(dǎo)致的暈狀偽影嚴(yán)重影響對狹窄診斷的準(zhǔn)確性。而CMRA不受鈣化的影響，在嚴(yán)重鈣化的冠狀動脈評價中將有重要價值。相信隨著新技術(shù)和對比劑的發(fā)展，冠狀動脈MRA終將會應(yīng)用于臨床，實現(xiàn)MRI對冠心病的“一站式”檢查。

7 4D相位對比MRI

相位對比MRI (PC-MRI)可以無創(chuàng)性地準(zhǔn)確測量血流。在評價血流動力學(xué)方面應(yīng)用已較成熟。傳統(tǒng)的PC-MRI通常在一個方向上施加流速編碼[27]。最近發(fā)展的帶有時間分辨率的3D PCMRI，即所謂的“4D Flow技術(shù)”在多個方向上施加流速編碼，可以測定任意方向血流，有利于精確的血流評估，使血流異常如渦流可以直接顯示[28]。隨著呼吸導(dǎo)航、并行采集及K空間采集技術(shù)的應(yīng)用，4D血流采集的圖像質(zhì)量進(jìn)一步提高，采集時間也相應(yīng)縮短。隨著高場設(shè)備的應(yīng)用，其圖像質(zhì)量進(jìn)一步改善，流速編碼圖像中噪聲進(jìn)一步降低。結(jié)合新的血流分析軟件，可以研究多個方向的血流信息。4D流速采集可以定量評價心臟和大血管病理狀態(tài)下血流特點，可以進(jìn)行壓力梯度計算、流速分析、流型分析和管壁剪切應(yīng)力的量化[29]。其中管壁剪切應(yīng)力的評價具有潛在的研究價值，已有研究顯示管壁的剪切應(yīng)力可以影響到血管內(nèi)皮細(xì)胞的功能并進(jìn)一步影響到管壁的結(jié)構(gòu)[30-31]。4D血流技術(shù)對研究血流動力學(xué)因素在病變的發(fā)生和發(fā)展中所起的作用具有重要價值。目前主要的局限性是圖像采集和分析所需時間較長，另外成像易受到不規(guī)則心率及呼吸的影響。由于存在管腔小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，以及受心臟搏動影響運動幅度較大，目前評價冠狀動脈4D流速信息還存在挑戰(zhàn)。

8 MRI引導(dǎo)心血管介入

隨著實時動態(tài)MR“透視”成像序列的發(fā)展，MRI引導(dǎo)心血管介入已成為可能。與X線透視介入相比，MRI能夠同時顯示血管周圍組織，能實時獲得解剖和生理的信息。MRI還具有另外兩個更重要的優(yōu)勢，即MR引導(dǎo)介入不需要注射對比劑，避免了X線下介入潛在的碘對比劑致敏和腎損傷；另外，MR引導(dǎo)介入無電離輻射，避免了患者和操作醫(yī)師所經(jīng)受的X線電離輻射損傷。相對于應(yīng)用廣泛的X線介入， MR引導(dǎo)介入存在操作復(fù)雜，時間分辨率和空間分辨率低，以及導(dǎo)管受磁兼容限制等不利因素，血管內(nèi)導(dǎo)管的操控性也存在挑戰(zhàn)[32]。相信隨著新的導(dǎo)管導(dǎo)航裝置的不斷發(fā)展，MRI引導(dǎo)心血管介入的研究和應(yīng)用將會進(jìn)一步推廣。將給眾多患者和操作醫(yī)師帶來福音。心血管MRI在心臟電生理檢查和射頻消融的術(shù)前計劃、術(shù)中檢測及術(shù)后評價中也將會起到重要作用[33]。應(yīng)用血管內(nèi)線圈對血管壁進(jìn)行MR成像是一項仍在探索的技術(shù)。與表面線圈相比，其更高的信噪比和分辨率使其在管壁成像和斑塊的評價中顯示出良好的研究前景。目前的研究還處于動物實驗階段，相信隨著技術(shù)的進(jìn)步，在不遠(yuǎn)的將來這項技術(shù)將應(yīng)用于臨床，在斑塊成分分析及斑塊易損性的評價方面將具有一定優(yōu)勢[34]。

9 超高場MRI

目前，3.0 T的高場MRI在心血管的應(yīng)用越來越多。高場MRI帶來的主要優(yōu)勢是信噪比的提高。但高場MRI同樣帶來了諸多挑戰(zhàn)，如主磁場的不均勻性，SAR值的提高及磁敏感偽影加重等。在心血管MRI研究中，對于成像速度、空間分辨率及SNR的要求更高，這是超高場強(qiáng)MRI發(fā)展的主要動力。超高場強(qiáng)MRI技術(shù)目前還不成熟，面臨著更多的挑戰(zhàn)[35]。如果這些挑戰(zhàn)在未來能夠逐步得到解決，超高場強(qiáng)MRI將給心血管MRI的研究打開一扇新的大門。7.0 T 心血管MRI的研究已越來越多，目前主要是動物實驗和臨床前期研究，其在信噪比的優(yōu)勢被存在的其他問題所抵消。初步的研究結(jié)果顯示7.0 T MRI電影成像可以準(zhǔn)確評價心臟功能[36]。有理由相信，隨著軟硬件技術(shù)的進(jìn)步，未來7.0 T MRI 將會廣泛應(yīng)用，其對功能、代謝成像及分子影像將起到巨大的推動作用。

10 分子影像

心血管MRI分子影像將是未來發(fā)展的一個重要方向。分子影像可以在細(xì)胞和分子水平定性或定量地檢測與病理生理相關(guān)的生物標(biāo)記物的表達(dá)。與其他影像方法如PET、SPECT及光學(xué)成像相比，MRI在分子影像方面有明顯的優(yōu)勢。與PET和SPECT相比，MRI具有時間分辨率和空間分辨率的優(yōu)勢，與光學(xué)成像相比，MRI的組織穿透力強(qiáng)[37]。心血管MRI分子影像包含了很多新興的技術(shù)，已應(yīng)用于許多疾病的研究，也有多種不同的對比劑和分子探針。MR的分子探針已能夠?qū)崿F(xiàn)對組織的代謝進(jìn)行成像。MRI可以將解剖、功能信息與分子影像相結(jié)合，而且無電離輻射，將來在疾病進(jìn)程隨訪和療效檢測方面將有重要的臨床潛在應(yīng)用價值。在病變早期診斷或療效檢測、病人危險分層、組織特定藥物的遞送、靶向藥物攝取檢測以及復(fù)發(fā)的無創(chuàng)評價等方面將有重要的意義。

干細(xì)胞移植是當(dāng)前研究的熱點，預(yù)計在不遠(yuǎn)的將來，干細(xì)胞移植將進(jìn)入臨床研究。目前，采用MRI定量示蹤干細(xì)胞移植已顯示出良好的研究前景。已有一系列對比劑用于示蹤干細(xì)胞的釋放、遷移、活性和轉(zhuǎn)歸，其中最常見的是超順磁性氧化鐵納米顆粒標(biāo)記干細(xì)胞。標(biāo)記后的干細(xì)胞可以遷移到病變區(qū)域。引起局部的T2*效應(yīng)，通過特定的成像序列可以檢測到氧化鐵顆粒造成的信號減低[38]。

MRI對易損斑塊的研究在未來一段時間仍將是熱點。之前的研究顯示與斑塊易損性相關(guān)的是斑塊的成分，而不是管腔的狹窄程度[39]。其中炎性細(xì)胞（巨噬細(xì)胞）在斑塊的發(fā)展和破裂中起著重要作用。研究已證實活化的巨嗜細(xì)胞可以吞噬氧化鐵納米顆粒。因此采用分子影像的方法可以對動脈粥樣硬化斑塊內(nèi)炎細(xì)胞進(jìn)行成像[40]。由于無電離輻射以及空間分辨率高的優(yōu)勢，MRI分子影像對于動脈粥樣硬化斑塊的研究具有良好的前景。但目前仍存在一些挑戰(zhàn)，如由于動脈壁較薄，易受管腔內(nèi)信號的影響，還易受到動脈搏動造成偽影的影響?？梢灶A(yù)計未來分子影像對于動脈粥樣硬化斑塊成分的分析及斑塊的危險分層將起到更大的作用。

11 心臟MR波譜成像(magnetic resonance spectroscopy，MRS)

心臟MRS是評價心肌代謝的無創(chuàng)性成像方法，不需要注射示蹤劑。MRS采用自身原子核磁共振信號進(jìn)行成像，可以獲得心肌代謝的基礎(chǔ)信息。對于心肌病變評價如：缺血性心肌病、心衰以及原發(fā)性心肌病等可提供心肌代謝的病理生理信息。目前心臟MRS研究主要是對1H和31P原子核進(jìn)行波譜測定，其中31P波譜研究占絕大多數(shù)，但磷譜成像需要特定的線圈，還存在分辨率低及掃描時間過長的不利因素[41-42]。由于受到時間分辨率和空間分辨率及其他技術(shù)限制，目前MRS僅僅處于研究階段。但是隨著3.0 T和7.0 T成像系統(tǒng)的應(yīng)用，MRS將獲得新的研究機(jī)遇。更高場強(qiáng)會帶來信噪比、時間分辨率及空間分辨率的相應(yīng)提高。如果能夠克服目前存在的技術(shù)挑戰(zhàn)，MRS的研究將進(jìn)一步深入，在心臟疾病的診斷、預(yù)后評價及療效評價等方面發(fā)揮重要作用。

12 心肌血氧水平依賴(blood oxygen level dependent，BOLD)成像

心肌氧含量是心肌缺血和微循環(huán)障礙的一個重要標(biāo)志，能夠無創(chuàng)地評價心肌氧含量具有重要的臨床意義。BOLD MR成像利用脫氧血紅蛋白順磁性的特性，形成自身內(nèi)源性的對比。該技術(shù)在腦功能成像中已常規(guī)應(yīng)用。BOLD成像在心臟的應(yīng)用已有研究報道[43]。BOLD 成像可以無創(chuàng)性地評價心肌的氧含量。對于評價心肌灌注儲備具有一定的價值。但該技術(shù)還需要進(jìn)一步的臨床研究。

13 心肌擴(kuò)散張量成像(DTI)

磁共振擴(kuò)散成像技術(shù)是用來評價活體組織中水分子微觀擴(kuò)散運動的一種無創(chuàng)成像方法。其在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的應(yīng)用較為成熟，已成為一種不可替代的檢查手段。擴(kuò)散序列對水分子的微觀運動敏感，對宏觀大體運動也就更敏感，由于心臟搏動的影響，對活體心肌的擴(kuò)散成像存在較大挑戰(zhàn)。目前心肌DTI的研究已有文獻(xiàn)報道[44]。DTI能了解心肌纖維束的顯微結(jié)構(gòu)。是目前惟一能夠顯示活體心肌纖維的成像方法。對于評價活體心肌纖維束的三維空間分布及其結(jié)構(gòu)完整性并進(jìn)一步評價心肌功能具有一定價值。但是目前成像技術(shù)還存在諸多挑戰(zhàn)。期望將來隨著軟硬件設(shè)備發(fā)展，該技術(shù)在進(jìn)一步深入研究的基礎(chǔ)上應(yīng)用于臨床。

14 心臟和血管MR彈性成像（magnetic resonance elastography，MRE）

MRE是一種新的能直觀顯示和量化組織彈性（硬度）的無創(chuàng)性成像方法。MRE在乳腺、肝臟、前列腺及及顱腦等部位已有較多的研究，但由于心臟的搏動影響及成像技術(shù)的挑戰(zhàn)，心臟MRE的研究還很少。近年來已有少數(shù)研究者進(jìn)行了探索性研究[45]，但該技術(shù)需要額外的硬件設(shè)備，且技術(shù)挑戰(zhàn)性較大，目前僅僅處于初步研究階段，期待將來在無創(chuàng)性評價心肌的彈性模量方面提供有用信息。另外采用MRE技術(shù)對動脈管壁硬度進(jìn)行評價，初步的研究顯示具有可行性[46]。但該技術(shù)成像難度較大，存在諸多挑戰(zhàn)，期待將來的深入研究和應(yīng)用。

15 總結(jié)

心臟MRI已成為心血管疾病診斷和預(yù)后評價重要的無創(chuàng)性檢查手段。MRI提供了形態(tài)、功能、灌注、活性、代謝、血流動力學(xué)及生物力學(xué)等全方位的信息。 分子影像也是將來發(fā)展的一個重要方向，其研究也將進(jìn)一步深入。隨著3.0 T及更高場強(qiáng)系統(tǒng)的應(yīng)用及硬、軟件技術(shù)的進(jìn)步，其SNR、時間分辨率和空間分辨率會進(jìn)一步提高，其成像也會相應(yīng)縮短。對于疾病早期診斷、危險分層、預(yù)后評價及療效檢測等方面將發(fā)揮更大作用。期待在不遠(yuǎn)的將來MRI最終能實現(xiàn)對心血管疾病的“一站式檢查”。

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